Tipps für die Computer- und Messtechnik
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Datenanalyse und -darstellung: der „dritte Weg“
Mit den heute zur Verfügung stehenden Mitteln zur Datenerfassung lassen sich leicht große Mengen an Messdaten sammeln und aufbereiten. Dies ist natürlich meist hilfreich, führt aber auch zu einem so genannten „Datenproblem“: Wie können die gewonnenen Daten schnell gespeichert, leicht wiedergefunden und sinnvoll ausgewertet werden? Die rein dateisystembasierte Archivierung von Datensätzen in Dateien und Ordnern wird ab einer gewissen Datenmenge unübersichtlich, während Datenbank-Lösungen hohe Einrichtungs- und Wartungskosten für eigene Infrastruktur nach sich ziehen. Die Software NI DIAdem geht hier einen dritten Weg: Dateien, die in beliebigen Ordnern auf der Festplatte abgelegt sind, werden automatisch indiziert und können mit der integrierten Suchfunktion schnell und anhand unterschiedlicher Kriterien wiedergefunden werden. So kann man z.B. nach allen Datensätzen suchen, die an einem bestimmten Tag von einer bestimmten Person erfasst wurden und deren Maximalwerte über bestimmten Grenzen liegen.
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Die Unterstützung unterschiedlicher Dateiformate wird dabei über Data-Plug-ins realisiert. Diese sind für zahlreiche weit verbreitete Formate schon vorhanden, können aber bei Bedarf für interne Dateitypen auch selbst erstellt werden. Für die Weiterverarbeitung der Daten in diesem Software-Paket stehen unterschiedliche Module für die interaktive Auswertung, die mathematische Analyse und die detaillierte grafische Report-Erstellung zur Verfügung. Einmal durchgeführte Analysevorgänge können mit Hilfe des Automatisierungsmoduls mit ähnlichen Daten wiederholt werden; die Ergebnisse lassen sich in einem vorgefertigten Report-Layout ablegen. Zusammen mit der DIAdem-Lab-VIEW-Anbindung lassen sich Online-Datenerfassung, Offline-Analyse und Report-Erstellung in einer Anwendung kombinieren.
Intelligente Datenerfassung mit FPGAs
Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) sind Halbleiterchips ohne fest verdrahtete Funktion. Sie können vom Anwender mit eigenen Funktionen programmiert werden, wodurch sich leistungshungrige Applikationen statt als Software auf der CPU in speziell an die Aufgabe angepasster Hardware ausführen lassen, nämlich im FPGA. Für die Programmierung dieser Chips waren lange Zeit Kenntnisse in Beschreibungssprachen wie VHDL oder Verilog notwendig. Dies hat sich mit der Verfügbarkeit der NIRIO-Technik (Reconfigurable I/O) geändert. Sie erlaubt es, FPGAs mit Hilfe von LabVIEW grafisch zu programmieren. Damit können Anwender in der gewohnten Entwicklungsumgebung mit schon bekannten Programmiertechniken eine neue Hardware-Plattform entwickeln. Beispiele für FPGA-Anwendungen sind die Implementierung schneller digitaler Kommunikationsprotokolle, die Hochgeschwindigkeitsregelung und die Sensorsimulation für Hardware-in-the-Loop-Systeme (HIL).
Die RIO-Plattform existiert in unterschiedlichen Ausführungen – von Steckkarten der R-Serie im PCI- und PXI-Format (Bild 4) bis zum autarken Echtzeit-Embedded-System NI CompactRIO.
Letztlich lässt sich zur Entwicklung virtueller Instrumente mit der Entwicklungsumgebung LabVIEW als zentralem Element durch zahlreiche Hard- und Software-Schnittstellen die am besten geeignete Mess-Hardware hinzufügen, ob über USB, WLAN oder PXI angebunden und ob von National Instruments oder Drittherstellen.
Die spezialisierten Tools „LabVIEW SignalExpress“ für die Datenerfassung und „DIAdem“ zur Verwaltung, Analyse und Präsentation von Messdaten stellen weitere an den Bedarf anpassbare Komponenten dar. Und mit Hilfe der FPGA-Technik lassen sich auch Aufgaben lösen, für die bisher noch kein passendes Gerät existiert.
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